过渡金属碳化物是一类新兴的能源材料。由于形成金属-碳间充合金，金属碳化物表现出类似贵金属的电子性质和催化行为，在能源转化应用的诸多催化反应中具有突出的应用价值，被认为是最有望取代贵金属的新型催化剂。同时，金属碳化物的电子、离子导电性高，且可以可逆存储客体离子，是新型的锂离子电池电极材料。作为新能源转化及存储的关键材料，金属碳化物的电子性质、表面结构扮演着重要的角色，决定了相关反应的动力学和热力学因素；调控并优化碳化物电子性质、表面微纳结构是该领域的重点和难点。

我院高庆生研究员团队就金属碳化物能源材料开展了系统深入的研究。针对催化制氢/加氢、锂离子电池材料等重要应用，在前期“基于有机-无机纳米杂化物设计金属碳化物”基础上，进一步发展“可控碳化”等策略，开发了一系列高性能的钼基碳化物能源材料，并提出了异质界面构建、杂原子掺杂等优化碳化物电子性质、表面结构的有效方法。例如，在电催化析氢反应中，Mo₂C对氢原子的吸附太强，制约了析氢活性。课题组通过构建MoC-Mo₂C异质纳米线、Co原子掺杂Mo₂C等策略进一步优化Mo₂C的电子性质以及析氢动力学，所得催化剂在酸性、碱性条件下的析氢过电位η₁₀低于130 mV，η₁₀₀低于200 mV。同时，基于Mo₂C的结构特点及表面电化学特征，通过构筑Mo₂C/C-N纳米线多级结构，协同发挥表面催化电极钝化膜形成、体相可逆存储Li⁺的特点，优化Li⁺界面扩散、体相迁移动力学，发展高性能碳化物储能材料。以上工作在Chem. Sci. (IF=9.144)、Adv. Funct. Mater. (IF=11.382)和J. Mater. Chem. A (IF=8.262)等一区期刊上发表论文4篇。其中两篇论文入选Adv. Funct. Mater.和J. Mater. Chem. A当期的封面文章，研究工作被Chemistry Views、X-MOL等科研媒体报道。

以上工作受到国家自然科学基金重点及面上项目、广东省杰出青年基金、广东省“特支计划”、暨南大学科研培育与创新基金等的经费支持。

论文链接：

Chem. Sci. 2016, 7, 3399.

http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2016/SC/C6SC00077K#!divAbstract

Adv. Funct. Mater. 2016, 26, 5590.

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.201600915/full

J. Mater. Chem. A 2016, 4, 6006.

http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2016/TA/C6TA01900E#!divAbstract

J. Mater. Chem. A 2016, 4, 10842

http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2016/TA/C6TA03083A#!divAbstract